张建辉,崔俊华,井天晓,梁衡,李圭白

(1.河北工程大学城市建设学院,邯郸056038;2.华北电力大学能源与动力工程学院,河北保定071000;3.哈尔滨工业大学市政环境工程学院,黑龙江哈尔滨150090;)

超滤(ultra-filtration,UF)和微滤(micro filtration,MF)被认为是代替传统饮用水处理工艺的最佳选择[1-3]。但是由于UF膜有较大的截留分子量,所以不能有效去除色度、NOM(特别是低分子腐殖酸)和人工合成有机物等[4]。为了提高UF对这些物质的去除能力,可将UF与粉末活性炭(powdered activated carbon,PAC)联用。有研究表明PAC-UF是非常有效的水处理工艺[5-7]。

本试验研究粉末活性炭-淹没式中空纤维膜过滤装置联用对东莞市东江水务集团第二水厂沉淀池出水的处理,探讨不同浓度的PAC投加量对出水水质及膜污染的影响,并确定PAC的最优投量。

1 材料和方法

1.1 试验装置和膜组件

本试验装置如图1所示。该装置共有2组并行,运行过程由可编程控制器(programmerable logic controller,PLC)全程控制。试验用超滤膜采用海南立升净水科技实业有限公司提供的外压式中空纤维超滤膜,膜组件自行制作,膜面积0.05m2。超滤膜主要工艺参数如表1所示。以浮球阀稳定膜池液面,过滤方式为终端过滤,过滤通量恒定为30 L/(m2◦h),原水在膜池中的停留时间为20min。超滤以抽吸泵抽吸作为过滤动力,出水端的压力通过压力传感器采集并反馈回PLC记录。通过调整抽吸泵反转进行水洗,使用鼓风机曝气进行气洗。

表1 外压式膜组件主要参数Tab.1 Main parameters of submerged outside-inside membrane module

试验中反洗周期为1h,反冲洗时间为1min,反洗水量为60L/(m2◦h),空气泵连续向反应器内曝气,曝气量为0.8L/min。PAC手动投加,投加量分别为0、10、20和40mg/L,每12h投加一次。……